Учёные из Баптистского медицинского центра Уэйк Форест (Wake Forest Baptist Medical Center) и Университета Южной Калифорнии (University of Southern California, USC) смогли создать искусственную систему, использующую паттерны памяти человека, помогая тем самым мозгу сохранять и воспроизводить воспоминания.
В рамках пилотного исследования, опубликованного в Journal of Neural Engineering, участники продемонстрировали улучшение кратковременной памяти на 35—37% по сравнению с исходными показателями.
«Впервые в истории учёным удалось расшифровать «код», используемый собственными клетками мозга пациента, и, что особенно важно, начать «записывать» в этот код, помогая существующей памяти работать лучше. Это важный первый шаг в борьбе с возможной потерей памяти, — говорит ведущий автор исследования Роберт Хампсон (Robert Hampson), профессор физиологии/фармакологии и неврологии в центре Уэйк Форест.
В рамках исследования учёные сфокусировались на задаче улучшения событийной, или эпизодической, памяти. Именно она чаще всего страдает в результате болезни Альцгеймера, инсульта и черепно-мозговых травм. В эпизодической памяти мы на протяжении недолгого времени храним новые важные события, например, запоминая, где припарковались. Напротив, долговременная память (также называемая справочной) хранит в себе информацию долго — именно благодаря ей мы помним то, чему нас учили в школе.
Исследователи набрали группу пациентов Баптистского медицинского центра Уэйк Форест. Все добровольцы уже участвовали в диагностической программе по определению места происхождения судорог, поэтому в различные отделы мозга пациентов были вживлены специальные электроды. Использовав нелинейную математическую модель и спроектированное в рамках исследования устройство ввода-вывода, учёные смогли повлиять на группу нейронов в гиппокампе восьми участников исследования.
Сначала учёные записали нейронные паттерны или «коды» — для этого участникам было предложено пройти компьютерные тесты на запоминание, например, выбрать из пяти простых геометрических фигур одну, ранее мелькнувшую на экране. На следующем этапе эксперимента квадраты и треугольники сменились более сложными фотографическими изображениями, но задание осталось прежним. И, наконец, участникам было предложено поработать с наборами из нескольких фотографий и выбрать те, что они уже видели 75 минут назад. При помощи стимуляции (электроника «подсказывала» мозгу правильный ответ), участники смогли улучшить свои результаты приблизительно на 35%.
«Мы продемонстрировали, что способны «войти» в содержимое человеческой памяти, усилить его и вернуть пациенту обратно, — поясняет Хампсон. — Даже если память нарушена, можно выявить нейронные паттерны, демонстрирующие корректное формирование памяти, и отделить их от некорректных паттернов. Мы можем «поддержать» корректные паттерны, тем самым помогая мозгу пациента правильно сформировать новые воспоминания. Это не заменяет естественную работу памяти, но помогает ей».
В будущем исследователи надеются найти возможность «усиливать» определённые воспоминания — например, информацию о том, где пациент живёт, или как выглядят его или её внуки.